KR101829984B1

KR101829984B1 - 패치형 피부 치료장치

Info

Publication number: KR101829984B1
Application number: KR1020160071095A
Authority: KR
Inventors: 사기동; 김영우; 김정현; 백종협
Original assignee: 한국광기술원
Priority date: 2016-06-08
Filing date: 2016-06-08
Publication date: 2018-02-19
Also published as: KR20170138806A

Abstract

본 발명은 피부에 부착하여 치료용 광을 출력하는 패치형 피부 치료장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 이를 위해 본 발명은 피부와 접착하여 상기 피부의 수축 및 이완에 따라 형상이 가변되고, 전원이 공급되면 일정 파장 범위의 빛을 상기 피부에 조사하는 다수의 LED 칩을 구비하며, 상기 형상의 가변에 따라 상기 LED 칩을 연결하는 회로 패턴이 유연하게 변경되도록 지그재그 패턴을 형성한 LED 패치부를 포함한다. 따라서 본 발명은 피부에 유연하게 부착하여 치료용 광을 출력할 수 있고, 피부의 움직임에 따라 배선이 유연하게 신축하여 내구성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

Description

패치형 피부 치료장치{PATCH TYPE SKIN TREATMENT DEVICE}

본 발명은 패치형 피부 치료장치에 관한 발명으로서, 더욱 상세하게는 피부에 부착하여 치료용 광을 출력하는 패치형 피부 치료장치에 관한 것이다.

일반적으로 알려진 암 치료법으로는 외과적 수술에 의한 절제, 방사선 요법, 항암제를 사용하는 화학적 요법 등이 있다.

최근 레이저와 광 민감제(photosensitizer)에 의한 광화학반응을 이용한 새로운 치료법이 주목을 받고 있다.

광역학 치료법(photodynamic therapy:PDT)라고 불리는 이 치료법은 광민감제를 체내에 주사하고 질병 부위에 특별한 파장을 갖는 레이저 빛을 조사하여 종양을 치료하는 방법이다.

광민감제가 종양조직에 선택적으로 축적된 후 레이저에 의해 활성화되면서 산소와 결합하여 화학적으로 반응성이 매우 높은 단일항산소(1O2：singlet oxygen)를 발생시켜 종양 조직세포를 괴사시키는 원리다.

암세포 사멸과정은 독성의 활성산소가 암세포를 직접적으로 손상시키는 메커니즘에 기인할 수도 있고 종양 주변의 미세 혈관에 손상을 주어 암조직에 영양분이 공급되지 않도록 하여 암세포를 사멸시키는 간접적인 효과에 기인할 수도 있다고 알려져 있다.

또한, 산화적 스트레스(oxidative stress)에 따른 2차 반응으로 세포자살(apoptosis) 또는 면역학적 반응을 유도하여 암조직을 공격하도록 면역시스템을 활성화시킬 수 있다.

한편, PDT의 가장 큰 장점은 질병 부위에 선택적인 치료가 가능하여 부작용이 작고 시술과정이 간단하여 환자의 고통을 감소시킬 수 있고, 입원이 필요 없어 당일 집으로 퇴원할 수도 있다.

또한, 여러 차례 반복시술이 가능하여 그 효과를 증대시킬 수 있으며, 외과적 수술, 방사선 요법, 및 화학적 요법 등의 다른 치료방법과 병행 치료가 가능하다는 장점이 있다.

그러나 이러한 PDT 기술은 광민감제에 따른 광조사가 필수적이므로, 다양한 형태의 인체 특성에 맞는 효과적인 광역학 치료용 광조사 수단의 개발이 필요하다.

한국 공개특허공보 제10-2014-0025152호(발명의 명칭: 피부치료용 광 조사기)에는 전원을 공급하는 전원부와, 전원부로부터 전원을 공급받아 빛을 방출하는 광원 방출부를 포함하되 광원 방출부는 밴드 형상으로 형성되는 연성 인쇄회로기판과, 연성 인쇄회로기판의 일면에 제공되는 광원들; 광원들이 발광할 때 발생되는 열이 연성 인쇄회로기판에 균일하게 분포되도록 연성 인쇄회로기판의 후면에 제공되는 금속 필름을 포함한 구성이 게시되어 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 피부치료용 광 조사기를 나타낸 사시도로서, 광 조사기(10)는 전원이 공급되면 빛을 방출하고, 연성 인쇄회로기판(11)과, 복수의 광원(12)을 포함하여 구성된.

이러한 광 조사기(10)는 시술 부위에 배치하여 광을 조사할 수 있도록 구성된다.

그러나 이러한 종래의 피부치료용 광 조사기는 연성 인쇄회로기판으로 구성되어 피부에 부착하는 것은 용이하지만, 신축성이 없어서 사용자(또는 환자)가 움직이는 경우 피부로부터 쉽게 분리되거나 치료 위치에서 이동하여 적절한 치료가 이루어지지 못하는 문제점이 있다.

또한, 종래의 피부치료기용 광 조사기는 신축성이 부족하여 신축과정에서 내재된 인쇄회로기판의 단락이 발생하는 문제점이 있다.

또한, 종래의 피부 치료기용 광 조사기는 유선을 통해 전원이 공급되어 사용자가 피부에 부착한 상태에서 움직이는 것이 제한되는 문제점이 있다.

한국 공개특허공보 제10-2014-0025152호(발명의 명칭: 피부치료용 광 조사기)

이러한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 피부에 부착하여 치료용 광을 출력하는 패치형 피부 치료장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 피부 치료장치로서, 피부에 부착되도록 접착층을 구비하고, 전원이 공급되면 일정 파장 범위의 빛을 상기 피부에 조사하는 다수의 LED 칩을 구비하고, 상기 접착층이 부착된 피부의 수축 및 이완에 따라 형상이 가변되면 상기 LED 칩을 연결하는 회로 패턴이 늘어나거나 또는 늘어난 회로 패턴이 원위치되도록 지그재그 패턴을 형성한 LED 패치부를 포함한다.

또한, 본 발명에 따른 상기 패치형 피부 치료장치는 전력을 유도하기 위한 유도 코일을 이용하여 상기 LED 패치부로 전송하기 위한 전력을 유도하고, 상기 유도 코일에서 유도된 전력이 공진을 통해 상기 LED 패치부에 전송되도록 하는 무선 전력 송신부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 상기 LED 패치부는 피부와 접착하여 상기 피부의 수축 및 이완에 따라 형상이 가변되고, 전원이 공급되면 일정 파장 범위의 빛을 상기 피부에 조사하는 다수의 LED 칩을 구비하며, 상기 LED 칩을 전기적으로 연결하고, 상기 형상의 가변에 따라 상기 LED 칩을 연결하는 패턴이 변경되도록 지그재그 패턴을 형성한 회로 패턴부를 구비한 LED 모듈부; 상기 LED 모듈부가 동작되도록 제어하는 스위칭 제어부; 및 상기 LED 모듈부로 전원을 공급하는 배터리를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 상기 LED 모듈부는 상기 무선 전력 송신부에서 발생된 공진 신호를 전력 코일에서 유도하여 발생한 전력을 상기 LED 모듈부 및 배터리로 공급하는 무선 전력 수신부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 상기 LED 모듈부는 휘어짐, 수축 및 이완이 가능한 합성수지 재질로 이루어진 기판부; 상기 기판부상에 설치되어 일정 파장 범위의 빛을 출력하는 다수의 LED 칩; 상기 기판부상에 설치되어 상기 LED 칩이 전기적으로 연결되도록 임의의 회로 패턴을 형성하고, 상기 기판부의 신축 및 이완에 따라 상기 LED 칩을 연결하는 회로 패턴이 변경되도록 지그재그 패턴을 형성한 회로 패턴부; 및 투명 재질의 수축 및 이완이 가능한 투명 재질로 이루어지고, 상기 기판부상에 설치되어 상기 기판부, LED 칩, 회로 패턴부를 보호하는 보호부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

삭제

또한, 본 발명에 따른 상기 기판은 저면에 상기 LED 칩으로부터 발생된 열을 방출하는 방열층을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 피부에 유연하게 부착하여 치료용 광을 출력할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명은 피부의 움직임에 따라 배선이 유연하게 신축하여 내구성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명은 무선 전력송신을 통해 원거리에 위치한 치료장치에 지속적으로 전원을 공급할 수 있는 장점이 있다.

도 1 은 종래 기술에 따른 피부치료용 광 조사기를 나타낸 사시도.
도 2 는 본 발명에 따른 패치형 피부 치료장치를 나타낸 블록도.
도 3 은 본 발명에 따른 패치형 피부 치료장치의 LED 패치부 구성을 나타낸 블록도.
도 4 는 본 발명에 따른 패치형 피부 치료장치의 플랙서블 기판 구조를 나타낸 단면도.
도 5 는 본 발명에 따른 패치형 피부 치료장치의 LED 패치부를 나타낸 예시도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 패치형 피부 치료장치의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 패치형 피부 치료장치를 나타낸 블록도이고, 도 3은 본 발명에 따른 패치형 피부 치료장치의 LED 패치부 구성을 나타낸 블록도이며, 도 4는 본 발명에 따른 패치형 피부 치료장치의 플랙서블 기판 구조를 나타낸 단면도이고, 도 5는 본 발명에 따른 패치형 피부 치료장치의 LED 패치부를 나타낸 예시도이다.

도 2 내지 도 5에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 패치형 피부 치료장치는 LED 패치부(100)와, 무선 전력 송신부(200)를 포함하여 구성된다.

상기 LED 패치부(100)는 피부와 접착하여 상기 피부의 수축 및 이완에 따라 형상이 가변되고, 전원이 공급되면 일정 파장 범위의 빛을 상기 피부에 조사하는 다수의 LED 칩(112)을 구비하며, 상기 형상의 가변에 따라 상기 LED 칩(112)을 연결하는 회로 패턴이 유연하게 변경되도록 지그재그 패턴을 형성한 구성으로서, LED 모듈부(110)와, 스위칭 제어부(120)와, 배터리(130)와, 무선 전력 수신부(140)를 포함하여 구성된다.

상기 LED 모듈부(110)는 피부와 접착하여 상기 피부의 수축 및 이완에 따라 형상이 가변되고, 전원이 공급되면 일정 파장 범위의 빛을 상기 피부에 조사하며, 상기 형상의 가변에 따라 회로 패턴이 유연하게 변경되도록 지그재그 패턴을 형성한 구성으로서, 기판부(111)와, LED 칩(112)과, 회로 패턴부(113)와, 보호부(114)를 포함하여 구성된다.

상기 기판부(111)는 수축 및 이완이 가능한 재질로 이루어지고, 사각형상, 원형상, 타원형상 등 다양한 형상으로 이루어질 수 있으며, 플렉서블하고 절연성을 갖는 투명의 합성수지 재질로 이루어지고, 휘거나 접는 것이 가능한 폴리이미디(PI) 박막 또는 신축성이 있는 실리콘 고무 박막 등으로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 기판부(111)는 PET(Polyethyleneterephtalate), PES(Polyether-sulphone), PC(Polyester-carbonate), PEN(Polyethyenenapthalate) 등의 합성수지 필름으로 구성할 수도 있다.

또한, 상기 기판부(111)는 저면에 접착층(111a)을 통해 LED 칩(112)으로부터 발생된 열을 방출하도록 박막의 알루미늄 등 금속으로 이루어진 방열층(111b)이 설치될 수도 있다.

상기 LED 칩(112)은 기판부(111)상에 일정 간격으로 설치되고, 광민감제 또는 피부 치료를 위해 요구되는 임의의 파장 범위를 갖는 빛이 출력되도록 하는 구성으로서, 적색 및 근적외선(NIR; Near infrared Ray) 파장대의 빛을 출력할 수 있다.

상기 근적외선은 통상 적외선 중에서 가시광선에 인접한 영역인 770 ~ 1,400 nm 파장 범위의 광선을 의미하고, 상기 근적외선은 가시광선이나 자외선에 비해 강한 열 작용을 가지고 있으며, 피하 20 ~80 mm 깊이까지 침투하여 열 작용 외에 소독이나 멸균 등을 수행한다.

또한 생체 내에서 산화질소가 국지적으로 증가하면 혈관이 확장되어 혈유가 개선되고, 조직의 생리적 작용이 활성화되어 상처의 치유를 촉진하며, 통증을 경감시켜 주기도 한다.

한편, 본 실시예에서는 LED를 실시예로 설명하지만, 이에 한정되는 것은 아니고, OLED와 같은 발광소자를 이용하여 구성할 수도 있다.

상기 회로 패턴부(113)는 기판부(111)상에 설치되어 LED 칩(112)이 전기적으로 연결되도록 임의의 회로 패턴을 형성하고, 상기 기판부(111)의 휘어짐, 신축 및 이완에 따라 상기 LED 칩(112)을 연결하는 회로 패턴이 유연하게 변경되도록 지그재그 패턴으로 형성된다.

즉 상기 회로 패턴부(113)는 지그재그 형상으로 구성하여 기판부(111)가 휘어짐, 신축 및 이완하여 외형이 변형되어도 유연하게 늘어나거나 또는 원위치될 수 있도록 한다.

상기 보호부(114)는 투명 재질의 수축 및 이완이 가능한 투명 재질로 이루어지고, 기판부(111)상에 설치되어 상기 기판부(111), LED 칩(112), 회로 패턴부(113)가 보호되도록 하고, 바람직하게는 실리콘으로 이루어진다.

또한, 상기 보호부(114)는 피부에 부착될 수 있도록 상면에 접착층을 추가 구성할 수 있다.

상기 스위칭 제어부(120)는 LED 모듈부(110)가 동작되도록 제어하는 구성으로서, 온/오프 스위치(미도시)가 온 되어 배터리(130)와 연결되거나 또는 무선 전력 수신부(140)로부터 전원이 공급되면, 상기 공급되는 전원이 LED 모듈부(110)로 공급되도록 제어한다.

또한, 상기 스위칭 제어부(120)는 배터리(130)의 전압을 검출하여 일정 전압 이하면 무선 전력 수신부(140)로부터 공급되는 전원이 상기 배터리(130)에 충전되도록 스위칭 제어할 수 있다.

상기 배터리(130)는 LED 모듈부(110)로 전원을 공급하는 구성으로서, 박막 형상의 배터리로 이루어진다.

상기 무선 전력 수신부(140)는 무선 전력 송신부(200)에서 발생된 공진 신호를 이용하여 전달된 전력을 상기 LED 모듈부(110) 및 배터리(130)로 공급하는 구성으로서, 안테나(141)와 전력 코일(142)로 이루어진다.

상기 안테나(141)는 무선 전력 송신부(200)에서 형성되는 임의의 공진 주파수를 갖는 공진 신호를 수신하여 전력 코일(142)에 유도 전류가 생성되도록 한다.

상기 전력 코일(142)은 안테나(141)를 통해 공진 주파수 신호가 검출되면, LED 모듈부(110) 및 배터리(130)에 공급하기 위한 유도 전류를 생성한다.

상기 무선 전력 송신부(200)는 LED 패치부(100)로 무선 전력 송신을 이용하여 전력을 송신하는 구성으로서, 전력을 유도하기 위한 유도 코일(미도시)에서 LED 패치부(100)로 전송하기 위한 전력을 유도하고, 상기 유도 코일에서 유도된 전력은 임의의 공진 주파수를 이용하여 상기 LED 패치부(100)에 전송되도록 한다.

따라서 피부에 유연하게 부착하여 치료용 광을 출력할 수 있고, 피부의 움직임에 따라 배선이 유연하게 신축하여 내구성을 향상시킬 수 있게 된다.

상기와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

또한, 본 발명의 실시예를 설명하는 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있으며, 상술된 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로, 이러한 용어들에 대한 해석은 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

100 : LED 패치부
110 : LED 모듈부
111 : 기판부
111a : 접착층
111b : 방열층
112 : LED 칩
113 : 회로 패턴부
114 : 보호부
120 : 스위칭 제어부
130 : 배터리
140 : 무선 전력 수신부
141 : 안테나부
142 : 전력 코일
200 : 무선 전력 송신부

Claims

피부와 접착하여 상기 피부의 수축 및 이완에 따라 형상이 가변되고, 전원이 공급되면 일정 파장 범위의 빛을 상기 피부에 조사하는 다수의 LED 칩(112)을 구비하며, 상기 LED 칩(112)을 전기적으로 연결하고, 상기 형상의 가변에 따라 상기 LED 칩(112)을 연결하는 패턴이 변경되도록 지그재그 패턴을 형성한 회로 패턴부(113)를 구비한 LED 모듈부(110)와, 상기 LED 모듈부(110)가 동작되도록 제어하는 스위칭 제어부(120)와, 상기 LED 모듈부(110)로 전원을 공급하는 배터리(130)와, 무선 전력 송신부(200)에서 발생된 공진 신호를 전력 코일(142)에서 유도하여 발생한 전력을 상기 LED 모듈부(110) 및 배터리(130)로 공급하는 무선 전력 수신부(140)를 구비한 LED 패치부(100); 및
전력을 유도하기 위한 유도 코일을 이용하여 상기 LED 패치부(100)로 전송하기 위한 전력을 유도하고, 상기 유도 코일에서 유도된 전력이 공진을 통해 상기 LED 패치부(100)에 전송되도록 하는 무선 전력 송신부(200)를 포함하고,
상기 스위칭 제어부(120)는 배터리(130)의 전압을 검출하여 일정 전압 이하면 상기 무선 전력 수신부(140)로부터 공급되는 전원이 상기 배터리(130)에 충전되도록 스위칭 제어하는 것을 특징으로 하는 패치형 피부 치료장치.
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삭제
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제 1 항에 있어서,
상기 LED 모듈부(110)는 휘어짐, 수축 및 이완이 가능한 합성수지 재질로 이루어진 기판부(111);
상기 기판부(111)상에 설치되어 일정 파장 범위의 빛을 출력하는 다수의 LED 칩(112);
상기 기판부(111)상에 설치되어 상기 LED 칩(112)이 전기적으로 연결되도록 임의의 회로 패턴을 형성하고, 상기 기판부(111)의 수축 및 이완에 따라 상기 LED 칩(112)을 연결하는 회로 패턴이 변경되도록 지그재그 패턴을 형성한 회로 패턴부(113); 및
투명 재질의 신축 및 이완이 가능한 투명 재질로 이루어지고, 상기 기판부(111)상에 설치되어 상기 기판부(111), LED 칩(112), 회로 패턴부(113)를 보호하는 보호부(114)를 포함하는 것을 특징으로 하는 패치형 피부 치료장치.
삭제
제 5 항에 있어서,
상기 기판부(111)는 저면에 상기 LED 칩(112)으로부터 발생된 열을 방출하는 방열층(111b)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 패치형 피부 치료장치.